مقادیر زیادی از انرژی برای پالایش اولفین های سبک، مثل اتیلن، در جداسازی محصولات پلیمری با نقطه جوش نزدیک به هم مصرف می شود. از آنجا که جداسازی اتیلن از اتان از نظر نیازهای حرارتی و فنی از مشکل ترین جداسازی هاست. جای زیادی برای بهبود اقتصادی فرایند اتیلن وجود دارد. هدف این مقاله، ارایه یک طرح صنعتی قابل اجرا برای برج های تقطیر یکپارچه حرارتی (HIDiC) برای جداسازی اتیلن از اتان با به کارگیری پمپ حرارتی است. در این مقاله، روشی برای ترکیب حرارتی برج ها به وسیله پمپ های حرارتی برقی؛ که بین مراحل میانی غنی سازی و عاری سازی برج کار می کنند ارایه می شود. برای این کار از یک سیکل پمپ حرارتی در میانه برج استفاده شده است تا هزینه کل برق مصرفی را کاهش دهد. در این بهینه سازی از مدول معادلاتی Aspen Plus بهره گرفته شده است و در تابع هدف تشکیل شده به تاثیر مفاهیم پنالتی حرارتی و تاثیر گلوگاهی افزایش جریان بخار در بهینه سازی توجه و حالت بهینه آن انتخاب شده است
در بهینه سازی سیستم های حرارتی، عموماً به یک مدل کامل از سیستم و استفاده از روشهای عددی نیاز است.در این مقاله، بهینه سازی اگزرژی- اقتصادی سیکل سرمایش تراکمی تبخیری مورد استفاده در سرمایش ساختمان بر پایه نظریه هزینه اگزرژی (Exergetic cost) بکار رفته است. برمبنای این نظریه، هزینه تمام جریانهای داخلی و محصولات سیستم محاسبه می گردند و یک تابع هدف که مجموعه هزین ههای سرمایه گذاری اولیه برای تجهیزات، هزینه های کارکرد، هزینه های تعمیر و نگهداری و انهدام اگزرژی می باشد، معرفی شده است. سپس پارامترهای طراحی سیکل سرمایش در حالت حداقل هزین هها، محاسبه و ارائه شد هاند. این پارامترها شامل بازده موتور الکتریکی، بازده کمپرسور، بازده حرارتی کندانسور و اواپراتور می باشند.
چگونگی انتقال حرارت و ضریب عملکرد در اینگونه از سیست مها به روشهای تحلیلی و تجربی محاسبه شده است . سیال عامل در پمپ حرارتی ، به محض تبخیرشدن، حرارت را از منبع حرارتی گرفته و با میعان خود، آن را به جریان آب موجود در سیستم گرمایش منطقه ای تحویل م یدهد. در این بررسی ضمن مرور ادبیات، در مسیر بازخوانی و تکمیل مطالعات قبلی اگزرژی که در اغلب موارد، ریشه در احصاء برگشت ناپذیر یها دارد؛ یک برنامه رایانه ای به منظور محاسبات اگزرژتیکی تهیه گردیده است. این بررس ی، تمام پارامترهای مهم در طراحی را مورد توجه قرار داده است . نتایج این تحلیل علاوه بر مقایسه با استانداردJIS و تأیید صحت آنها، با یافت ههای تجربی نیز مقایسه شده و تطابق مطلوبی در روند ضرورت بکارگیری پم پهای حرارتی در سیست مها بدست آمده است.
پمپ های حرارتی، یکی از انواع سیستم های تهویه مطبوع برای تأمین گرمایش و سرمایش ساختما ن ها می باشند . پمپ حرارتی در زمستان، گرما را از محیط خارج گرفته و به داخل ساختمان انتقال می دهد و در تابستان، گرمای درون ساختمان را به محیط خارج منتقل می نماید . پمپهای حرارتی بر اساس منبعی که از آن جهت تبادل گرما و سرما استفاده می کنند، به دو دسته اصلی پمپ حرارتی هوایی و زمینی تقسیم می گردند. در این مقاله سیستم پمپ حرارتی هوایی معرفی شده و خواص، کارکرد، مزایا و نکات لازم جهت استفاده از این سیستمها ارائه می گردد
پمپهای حرارتی در تولید گرمایش و سرمایش ، ساختمانهای مسکونی، تجاری ، اداری و صنعتی مورد توجه قرار گرفته اند. نیروی محرکه لازم جهت به حرکت در آوردن کمپرسور می تواند ، توسط موتور الکتریکی و یا یک موتور احتراق داخلی تأمین شود . پمپ حرارتی گاز سوز ، دستگاهی است که انرژی لازم برای سرمایش و گرمایش را از حرکت کمپرسور توسط یک موتور احتراق داخلی گازسوز ، فراهم می گرداند. با توجه به هزینه های متفاوت انرژی الکتریکی و سوخت گاز طبیعی، می توان هزینه های جاری کارکرد هر یک از این دستگاهها را در مناطق مختلف ، تعیین نمود . نظر به فراوانی گاز طبیعی و قیمت کم این سوخت در ایران، استفاده از پمپ های حرارتی گاز سوز می تواند بسیار سودمند باشد . در این مقاله ، پس از تشریح مشخصه های سیستمهای پمپ حرارتی گاز سوز ، هزینه های مصرف انرژی پمپ های حرارتی گاز سوز و الکتریکی برای دو گروه از محصولات شرکتهای تولید کننده این وسیله، مقایسه شده است
قانون دوم ترمودینامیک متضمن این مفهوم است که یک فرایند فقط در یک جهت معین پیش می رود و در جهت خلاف آن قابل وقوع نیست. این محدودیت برای جهت وقوع یک فرایند, مختصه قانون دوم است.اگرسیکلی متناقض با قانون اول ترمودینامیک نباشد, دلیلی براین نیست که آن سیکل حتماً اتفاق می افتد. همین امر منجر به تنظیم قانون دوم ترمودینامیک شده است. دو بیان کلاسیک از قانون دوم ترمودینامیک وجود دارد که هر دو بیانگر یک مفهوم اساسی هستند: بیان کلوین- پلانک و بیان کلازیوس , بیان کلوین- پلانک بر پایه توضیح عملکرد موتورهای حرارتی است وبیان می دارد که غیرممکن است وسیله ای بسازیم که در یک سیکل عمل کند و در عین حال که با یک مخزن تبادل حرارت دارد اثری بجز صعود وزنه داشته باشد. این بیان از قانون دوم ترمودینامیک در بر گیرنده این مضمون است که غیر ممکن است که یک موتور حرارتی مقدار مشخصی حرارت را از جسم درجه حرارت بالا دریافت کند و همان مقدار نیز کار انجام دهد. بیان کلازیوس نیز یک بیان منفی است و اعلام می دارد که غیر ممکن است وسیله ای بسازیم که در یک سیکل عمل کند و تنها اثر آن انتقال حرارت از جسم سردتر به جسم گرمتر باشد. این بیان بر پایه توضیح عملکرد پمپهای حرارتی می باشد و دربرگیرنده این مفهوم است که نمی توان یخچالی ساخت که بدون کار ورودی عمل کند. هر دو بیان کلاسیک از قانون دوم ترمودینامیک نوعاً بیانهای منفی هستند و اثبات بیان منفی ناممکن است. درباره قانون دوم ترمودینامیک گفته میشود "هر آزمایش مربوطی که صورت گرفته به طور مستقیم یا غیرمستقیم ﻤﺆید قانون دوم بوده و هیچ آزمایشی منجر به نقض قانون دوم نشده است. همانگونه که ذکر شد تنها گواه ما بر صحت قانون دوم ترمودینامیک آزمایشات گوناگونی است که همگی درستی این قانون را ﺘﺄیید می کنند. با این همه در ترمودینامیک کلاسیک سعی می کنند نشان دهند که اثبات معادل بودن دو بیان کلوین- پلانک و کلازیوس دلیلی بر صحت قانون دوم ترمودینامیک است. در حالیکه این امر درستی قانون دوم را اثبات نمی کند. در اثبات اینکه دو بیان فوق الذکر معادل یکدیگرند از یک مدل منطقی بهره جسته می شود که می گوید: " دو بیان, معادل هستند اگر صحت هر بیان منجر به صحت بیان دیگر گردد و اگر نقض هر بیان باعث نقض بیان دیگر شود."